无机陶瓷膜优势和特点
陶瓷膜设备使用培训
膜压降：
衡量流体流过一根膜管的压力损失。 膜压降是衡量系统是否安全的一个重要参数；
循环泵：
提供物料在通道内侧膜层表面高速流动的流速和压力，通过调节循环泵变
频器的频率可以调节膜循环系统的压力从而调节系统的渗透量大小；
系统专业名词解释
供料泵：
向膜系统内补充因浓缩液和渗透液排放减少的料液，同时通过调节供料泵 出口的压力可以调节膜循环系统的压力。 Q1＝Q2+Q3 Q1：供料泵输出流量 Q2：渗透量 Q3：浓缩液排放量
0 10 20 30 40 50 60 70
400 300 200 100 0
t (min)
－▲－清洗液温度t=50℃ －■－清洗液温度t=40℃ －◆－清洗液温度t=30℃
膜清洗的原因及清洗需达到的要求
膜清洗的原因
膜过滤为筛分过滤和微孔过滤机理，料液中可能存在的大量蛋白、细胞碎片、 纤维胶体甚至无机盐垢等杂质必定会在膜系统中形成污染，造成膜过滤性能的衰 减。
0.50
1.00 1.50 P (atm) U=2.7 U=2.3 u=1.7 U=1.3 m/s m/s m/s m/s
2.00
2.50
料液性质的影响
溶液性质是指溶液粘度、pH值、离子强度、电解质成分等。这些性质直接影 响到与之接触的膜的表面性质，同时溶液性质的变化还会改变其中所含的待分离
的颗粒或大分子溶质的性质，造成了膜与溶剂、颗粒、溶质等之间的作用发生变
膜清洗需达到的要求
(1) 除去粘附在膜表面的污染物；
400.0
J (L h-1m-2 )
300.0
200.0
100.0
0.0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
无机成膜材料
无机成膜材料
无机成膜材料是指在无机实体表面或材料中形成的薄膜或涂层。
它们具有耐高温、耐化学腐蚀、耐磨损、高机械强度等特点，常用于保护金属、陶瓷和其他材料表面，延长其使用寿命。
常见的无机成膜材料包括：
1. 金属氧化物膜：如氧化铝、氧化锆等，具有优异的耐热、耐腐蚀性能，用于保护金属表面。
2. 碳化物膜：如碳化硅、碳化钨等，具有高硬度、耐高温、耐腐蚀性能，用于增强材料表面硬度和耐磨损性。
3. 硝化物膜：如氮化硅、氮化铝等，具有优异的耐热、耐腐蚀性能，可提高材料表面的耐磨损性和抗腐蚀性。
4. 磷酸盐膜：如磷酸铝、磷酸锌等，具有绝缘、耐热性能，常用于电子器件的保护层。
5. 硅类膜：如二氧化硅、氢化非晶硅等，具有绝缘、光学性能，用于光学器件、电子器件的保护层。
6. 陶瓷膜：如氧化铝陶瓷膜、氧化锆陶瓷膜等，具有高硬度、绝缘、耐磨损性能，常用于制作陶瓷器件的保护层。
这些无机成膜材料广泛应用于航空航天、电子、化工等领域，提高材料的耐用性和性能。
无机陶瓷膜在纳米粉体材料生产中的应用
第三届膜分离技术在冶金工业中应用研讨会论文无机陶瓷膜在纳米粉体材料生产中的应用肖君⑴陈卫志⑵尹谷余⑴刘伟荣⑴（⑴湖南恒辉膜技术有限公司,湖南，湘潭411103，⑵湖南湘牛环保实业有限公司湖南长沙 410001）摘要:本文涉及了无机陶瓷膜在纳米粉体材料生产中的一些实验研究情况和工程实例中无机陶瓷膜系统运行情况。
阐述了无机陶瓷膜在纳米粉体材料生产中的应用情况。
关键词:纳米粉体材料无机膜陶瓷膜1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者美国加州理工学院的理查德·费因曼教授做了一个激动人心的演讲，他提出按照人类意志任意操纵单个的原子和分子的设想，预言了纳米技术的出现[1]。
时至今日纳米技术已达到蓬勃发展的时期。
1.引言纳米材料是纳米技术领域非常重要的研究内容。
纳米材料主要分为尺寸在纳米量级的准零维超细粉末、一维超细纤维（丝）、二维超薄膜或者由它们组成的固态、液态材料。
[2]纳米粉体材料的制备方法很多。
纳米粉体制备技术按照性质分可以划分成两种:物理法和化学法。
物理法主要采用粉碎法，即借助各种外力将现有固体块粉碎成超细粉体。
化学法则是在控制条件下，从原子或分子成核、生成或者凝聚成具有一定尺寸和形状的粒子。
[3]物理粉碎法简单粗糙，所得产品颗粒不均，影响产品质量。
相对来说，化学法从能耗、效率及产品质量等方面来说都优于物理法。
所以，在工业生产上，一般都采用化学法制备纳米粉体材料。
化学发制备纳米粉体材料主要有溶胶-凝胶法、均匀沉淀法、直接沉淀法等。
2.无机陶瓷膜在纳米粉体材料制备领域的应用情况在湿化学法生产纳米级超细粉体过程中，需要对富含杂质离子的超细产品浆料进行反复洗涤以去除杂质离子提高产品纯度。
对于某些分散性很好、纳米级粒径的粉体体系，采用传统的板框过滤、高速离心等洗涤方法无法有效的对这些纳米浆料进行固液分离，存在着粉体易跑料，滤液混浊、洗涤水量大、劳动强度高等缺点。
无机微孔陶瓷膜作为一种新型的固液分离元件，具有分离精度高、耐磨性好、运行稳定等优点，所采用的是“错流过滤”技术：超细粉体浆料在陶瓷膜内不断循环流动，超精密的膜层（过滤孔径1nm~200nm）能够完全截留住超细粉体颗粒，同时含杂质离子的水溶液透过膜孔渗出，在此过程中添加纯水反复过滤洗涤即可大幅度的脱除浆料中所含杂质离子，从而提高最终产品的纯度。
无机陶瓷膜处理煤矿矿井水的一个案例
无机陶瓷膜处理煤矿矿井水的一个案例摘要：根据环保政策要求，煤矿行业产生的矿尾水必须经过有效处理才能达标外排或者回用。
随着时间的推移，矿井水处理技术越来越先进，而目前最先进的一种技术是矿井水专用无机陶瓷膜净化技术。
本文对该技术在矿井水处理上的运用进行了阐述，根据项目案例情况，分析该案例的方案制定细节，充分发挥该技术的优势。
关键词：陶瓷膜、矿井水绪论：各地煤矿，在开采过程中，都会有矿尾水产生，主要来源有两方面：第一是井下岩石缝隙流出的地下水；另一个是从地面输往井下的生产回用水。
这些矿尾水提升至地面经过高效处理后，即可把污水处理成清水，成为宝贵的水资源。
目前行业内应用较广的一种技术是陶瓷膜技术，本文以已经实施的项目为例，介绍工艺设计方面的一些情况。
1 项目概况1.1 项目建设背景矿井水排水量4500m3/d，平均电费0.65元/KW·h。
续建矿井，原计划投建一元化净水器，后认为一体化净水器占地面积大，劳动强度高，需要大量药剂，运行成本较高，药剂残留存在二次污染，且出水水质不稳定，因此需要一个经济、环保、高效的工艺来处理矿井水。
1.2 项目设计内容根据矿方的实地考察，拟采用陶瓷膜净化技术，设计规模2×100m3/h，单台处理能力100m3/h。
两台陶瓷膜净化设备，每天运行22.5h，处理能力达到4500m3/d。
考虑到矿区用电存在高峰期和低谷期的情况，矿井涌水的提升时间设置在后半夜的低谷期（约10h左右）。
水厂建有两座调节池总储水量为4000m³，保守估算调节池的有效储水量为3500m³。
两台陶瓷膜净化设备在10h内处理的矿井水量为2000m³，既：2000+3500=5500m³>4500m³。
因此，正常情况下矿井水厂能够保证用电低谷期提升矿井水。
陶瓷膜净化系统包括：预处理系统、主机净化系统、清水系统、在线清洗系统、化学清洗系统、污泥处理系统、安全监控系统和电气控制系统。
陶瓷膜结构
陶瓷膜结构
陶瓷膜又称无机陶瓷膜，是一种以氧化铝、氧化锆、氧化钛等粉体原料，经过特殊工艺制备而成的膜。
其结构主要包括以下三个层次：
1.支撑体层：这是陶瓷膜的主体结构，具有较高的孔隙率和较大的平均孔径，
这决定了陶瓷膜的机械强度和化学稳定性等性能。
2.过渡层：这一层位于支撑体层和膜层之间，主要作用是防止膜层内的陶瓷
粉体渗入支撑体层，同时帮助膜层与支撑体层更好的结合。
3.膜层：这是最内层的结构，是一层致密的陶瓷薄膜。
这一层通过涂布在过
渡层表面并经烧结而成，控制着陶瓷膜的过滤范围和分离精度。
无机膜分离实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在探究无机膜在分离技术中的应用效果，通过对特定溶液进行分离实验，验证无机膜在分离过程中的稳定性、选择性和效率。
实验主要针对无机陶瓷膜进行操作，研究其在实际应用中的可行性。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- 赖氨酸发酵液（含赖氨酸、短杆菌、菌体蛋白质、颗粒杂质等）- CO2混合气体（含N2、CF4、C3F6等）- 工业废气（含SO2、NOx、颗粒物等）- 无机陶瓷膜（孔径约0.4~0.6μm）- 聚四氟乙烯（Teflon AF 2400）- 有机-无机复合膜材料2. 实验设备：- 膜过滤装置- 气体分离装置- 工业废气净化装置- 分光光度计- 精密天平- 恒温水浴锅- 高压气体钢瓶三、实验方法1. 赖氨酸分离实验：- 将赖氨酸发酵液通过无机陶瓷膜进行过滤，收集滤液和滤渣。
- 分析滤液中赖氨酸的含量，计算提取率。
- 观察滤液悬浮物和浊度，评估过滤效果。
2. 气体分离实验：- 将CO2混合气体通过Teflon AF 2400制作用于分离氮气、四氟甲烷和六氟丙烯的气体分离无机膜。
- 分析分离后气体的成分，计算分离效果。
3. 工业废气净化实验：- 将工业废气通过有机-无机复合膜材料进行净化。
- 分析净化前后废气中污染物的含量，评估净化效果。
四、实验结果与分析1. 赖氨酸分离实验：- 经无机陶瓷膜处理后，赖氨酸提取率可达80%以上。
- 滤液悬浮物小于0.5%，浊度在10 NTU以内，过滤效果稳定。
2. 气体分离实验：- N2/CF4的理想选择性为88，N2/C3F6的理想选择性为71。
- 聚四氟乙烯层对沸石层的密封作用是获得较高选择性的原因。
3. 工业废气净化实验：- 有机-无机复合膜材料对工业废气中的SO2、NOx等污染物具有较好的净化效果。
- 净化后废气中污染物含量显著降低，净化效果明显。
五、实验结论1. 无机陶瓷膜在赖氨酸分离提取过程中具有稳定、高效、操作简便等优点，是赖氨酸分离提取的理想膜材料。
陶瓷膜
纳 滤 膜
孔径<2nm，可处理抗生 素、无机离子、气体分
离等
2 陶瓷膜简介
陶瓷膜类型-按结构分类
对称膜：一般具有柱状孔 或圆锥孔两种形式，由于 其孔隙率小、强度差，所 以一般用于科学研究而不 是工业应用
非对称陶瓷膜：包含支撑 体层及中间过渡层、过滤 层及改性过滤层的两层及 以上结构构成的层状复合 膜，多梯度的孔径结构可 有效防止污染物的堵塞。
工 艺 流 程 图
工艺流程说明：在调节池之前设置细格栅，去除污水中的较大的悬浮物等，以保证后续处理 设施的正常运行。再进入调节池调节水量，均匀水质。污水经过预处理后进行兼氧处理，避免 进行微生物发进行厌氧呼吸产生的臭气。水中的大部分污染物在此环节中得以去除。出水进入 MBR膜池进行进一步的降解过滤进行泥水分离然后再进入消毒间进行消毒。药剂采用次氯酸钠。
使用一体化的陶瓷膜中试装
根据Sinotsing®平板陶瓷膜
置，进行现场调试运行，跟
设计导则、现场中试数据确
踪运行数据，评估系统可靠
定膜系统的设计参数及技术
性和稳定性，为后期项目进
1、了解进水水 行做准备。
3、确定系统运
质和出水标准
行方式
要求。
通过现场使用陶瓷膜测试 袋过滤进水，可获得滤出 净水用于检测，以便于评 估陶瓷膜性能表现是否达
4 公司的陶瓷膜在项目中的应用
四川某生活废水改造项目
MBR工艺有点： （1）出水水质优质稳定 MBR出水有机物含量较低，且总氮和总磷的含量也远远低于传统活性污泥法。同时，由于膜 单元采用微滤膜或超滤膜，因而不仅对水中悬浮物截留率高，而且可以去除细菌。 （2）工艺参数易于控制 在MBR中，用膜组件代替二沉池，可以同时实现较短的HRT和很长的SRT。同时，MBR中由于 膜对污泥的截留，可以在很大程度上消除污泥膨胀现象。 （3）耐冲击负荷 MBR中生物反应器中的微生物浓度比普通生物反应器高得多，装置处理容积负荷大，同时当 进水中有机物浓度变化较大时，有机负荷率（单位质量的微生物在单位时间内承受的有机 物质量）变化不大，系统去除有机物的效果变化不大。 （4）剩余污泥产量少 该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥 排放），降低了污泥处理费用。 （5）占地面积小，不受设置场合限制 生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工 艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合。
陶瓷膜技术手册
压力
在沉积过程中需要控制气体压力，以调节气 体流量和沉积速率。
时间
热处理时间和沉积时间对陶瓷膜的结构和性 能有重要影响。
气氛
控制制备过程中的气氛，如氧气、氮气、氢 气等，可以调节陶瓷膜的性质。
04
陶瓷膜的性能表征
渗透通量
总结词
渗透通量是衡量陶瓷膜在单位时间内通过膜的流体量的指标， 通常以升/平方米·小时（L/m²·h）表示。
详细描述
渗透通量受到膜孔径、孔隙率、膜厚度等因素影响，是评价 陶瓷膜性能的重要参数之一。在相同条件下，渗透通量越高 ，膜的分离效率也越高。
分离效率
总结词
分离效率是指陶瓷膜在分离过程 中对目标物质的截留效果，通常 以截留率或分离因子来表示。
详细描述
分离效率与膜孔径、表面电荷性 质、膜厚度等因素有关。高效的 陶瓷膜应具有较高的分离效率和 较低的渗透通量损失。
陶瓷膜技术手册
• 引言 • 陶瓷膜技术概述 • 陶瓷膜的制备工艺 • 陶瓷膜的性能表征 • 陶瓷膜的实际应用案例 • 陶瓷膜技术的挑战与前景 • 结论
01
引言
主题简介
陶瓷膜技术是一种先进的分离技术， 广泛应用于化工、环保、食品等领域 。
它利用陶瓷材料制成的膜进行物质分 离，具有高效、节能、环保等优点。
加强国际合作与交流，共 同推动陶瓷膜技术的发展 和创新。
THANKS
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目的和目标
目的
本手册旨在全面介绍陶瓷膜技术的原 理、应用、操作和维护等方面的知识 ，为读者提供实用的指导和参考。
目标
帮助读者了解陶瓷膜技术的特点、优 势和应用范围，掌握其操作和维护方 法，提高分离效率，降低成本，促进 该技术在各领域的广泛应用。
气化废水预处理方案
气化废水预处理方案1、引言生产工艺产生一股废水，该废水的硬度、灰分、石蜡和氨氮较高，对输送管路，处理系统产生较大的危害，且后续回用水不达标，因此需要先经过预处理，去除大部分无机污染物。
2、陶瓷膜处理工艺陶瓷膜也称CT膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。
陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势。
陶瓷膜设备已经成功应用于食品、饮料、植（药）物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域，可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。
在膜科学技术领域开发应用较早的是有机膜，这种膜容易制备、容易成型、性能良好、价格便宜，已成为应用最广泛的微滤膜类型。
但随着膜分离技术及其应用的发展，对膜的使用条件提出了越来越高的要求，需要研制开发出极端条件膜固液分离系统，和有机膜相比，无机陶瓷膜具有耐高温、化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂、机械强度高，可反向冲洗、抗微生物能力强、可清洗性强、孔径分布窄，渗透量大，膜通量高、分离性能好和使用寿命长等特点。
无机陶瓷膜特点：①化学稳定性好，能耐酸碱和有机溶剂；②抗微生物能力强，可在生化、医药、食品等领域中应用；③机械强度高，可承受几十个大气压，并可高压反冲进行再生；④耐高温，一般可在773K左右使用，最高可达1073K~1273K；⑤孔径分布窄，处理效率高。
3、工艺流程废水进入原水池，经加压泵进入陶瓷膜分离系统，清水进入后继生化处理系统。
浓水及反洗液进入另外的处理系统。
4、废水水质废水水量为120m3/h，进水水质见下表：废水出水量为108m3/h，出水水质为：灰分去除率99%胶体去除率99%石蜡去除率99%5、工艺设计A、原水池原水池用来收集生产排水，调节流量V=200m3。
B、陶瓷膜膜层厚度：50—60μm，膜孔径0.01-0.5μm；气孔率：44—46%；过滤压力：1.0 Mpa，反冲压力：0.4 Mpa以下；膜材质：双层膜，外膜TiO2；内膜Al2O3—ZrO2复合膜膜组件 13组，12用1备，功率132kW，每组膜的处理量为10m3/h清洗系统一套。
无机陶瓷膜在环保领域的应用-综述
无机陶瓷膜在环保工程中的应用
[153] 氧化铝膜 1 1000 0.2 3.5 m/s 明显 盐酸、草酸交替
(2) 石化废水 在氯乙烯单体(VCM)生产过程中会产生一些含有重金属离子的废水，由于废水中同时含有 0.3 ％的 EDC(1,2- 二氯乙烷 ) 和其它有毒有害物质，沉降出的重金属离子废渣必须焚烧处理， Lahiero和Goodboy等人[150]研究了采用0.8～1.4微米的氧化铝膜除去沉淀的重金属离子和浓缩污 泥，重金属离子浓度从废水中的120ppm浓缩至17％～20％，废水过滤通量为630～920L/m2.h， 浓缩污泥通量为160～230L/m2.hr，温度为35～55℃。Lahiero和Goodboy等人[150]还研究了采用 0.2微米氧化铝膜除去VCM工厂废水中的EDC乳化液，中试获得的稳定通量为1290L/m2.hr，操 作温度为30～45℃。 (3)胶乳废水 胶乳废水的浓缩早在70年代中期就有成功应用[154]，Bansal等人[155]采用动态氧化锆膜 处理胶乳废水，可从0.5％浓缩到25～65％以回收胶乳，其中最重要的参数是膜面流速、过滤压 差和浓度， 对4％的胶乳， 压差为0.3MPa时， 通量为150L/m2.hr， 由于大于50℃时发生胶乳团聚， 适当的处理温度为20～35℃。 (4) 造纸和纺织废水 无机膜由于其耐高温和酸碱，在造纸和纺织行业的废水处理上有一定的优势。然而由于存 在处理成本过高、排放标准执行不严等问题，无机膜在许多场合尽管技术上是可行的，却难以 得到应用。目前已经商业化应用的过程是从废水中回收合成高分子，如聚乙烯醇，另一个正在 开发的领域是除去废水中的染料。 采用碳支撑氧化锆膜回收聚乙烯醇始于1973年，回收率大于95％，在强酸性条件下，使用 寿命可达5年或更长，通量可达100～150L/m2.hr。Soma等人[156]采用0.2微米氧化铝膜处理印染 废水，取得了较好的效果，其中不溶性染料去除率大于98％，通过加入一些表面活性剂可使可 溶性染料的去除率大于97％，工业性试验中染料的去除率为80％，COD去除率为40％，通量为 26～28L/m2.hr.bar。Nooijen和Muilwijk[157]则采用无机膜回收涂料生产废水中的涂料。 在4.7MPa的过滤压差 Neytzell-de-Wilde等人[158]研究了采用氧化锆动态膜处理羊毛洗涤水， 下，通量为 30 ～40L/m2.hr，处理温度为60 ～70 ℃，膜面流速为2m/s 。 Jonsson 和Petersson[159] 等人采用0.2微米氧化锆膜处理造纸废水，随污水不同通量为150～1300L/m2.h，COD去除率为 25％～45％。Barnier等人[160]采用截留分子量为70000～110000的金属氧化物膜处理造纸黑液， 处理温度为85～115℃，磺化油可从105～124ppm浓缩至280～300ppm，通量为43～60Loodboy[150]采用孔径为0.2 ～0.8微米的氧化铝膜处理烷基苯厂废水中的芳香和
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无机陶瓷膜优势和特点
无机陶瓷膜是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等经高温烧结而成的具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，多孔支撑层、过渡层及微孔膜层呈非对称分布，过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤。
陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。
无机陶瓷膜的优势
建立于无机材料科学基础上的陶瓷膜具有比板框、离心机、硅藻土及聚合物膜等分离介质所无法比拟的一些优点：
化学稳定性极佳，能耐酸、耐碱、耐氧化。
耐有机溶剂,耐高温。
机械强度大，耐磨性好。
寿命长，处理能力大。
孔径分布窄，分离精度极高，可达纳米级过滤。
易清洗，可在线药剂或高温消毒,可反向冲洗。